Numerička simulacija viskoznog strujanja oko trupa broda

Poznavanje značajki strujanja oko trupa broda predstavlja vrlo važan element u procesu projektiranja broda. Danas se najčešće za određivanje hidrodinamičkih značajki provode pokusi s modelima brodova u bazenu koji su vrlo skupi i dugotrajni. Računalnom dinamikom fluida (RDF) moguće je odrediti hidrodinamičke značajke u znatno kraćem vremenu, uz smanjenje troškova projektiranja broda. Ovim pristupom moguće je u ranoj fazi projektiranja dobiti uvid u detalje strujanja oko trupa broda te dobiti preporuku kako poboljšati određeni projekt ili pak odabrati najpovoljniji projekt za modelsko ispitivanje. U ovom radu provedena je numerička simulacija viskoznog strujanja oko trupa broda pomoću programskog paketa STAR-CCM+. Dan je matematički model koji se temelji na Reynoldsovim osrednjenim Navier – Stokesovim jednadžbama (eng. Reynolds Averaged Navier – Stokes equations), k – ε model turbulencije i metoda udjela fluida u volumenu (eng. Volume of Fluid-VOF) za opis gibanja dvofaznog medija. Također su opisani potrebni rubni uvjeti za matematički model te način diskretizacije domene. Utjecaj gustoće mreže na rezultate ukupnog otpora broda je ispitan koristeći tri gustoće mreže. Rezultati ukupnog otpora broda dobiveni numeričkim simulacijama uspoređeni su s dostupnim eksperimentalnim rezultatima. Pokazano je da je za sve tri gustoće mreže moguće postići zadovoljavajuće slaganje s eksperimentalnim rezultatima